Введение в базу данных Базы данных и информационная система

Под определении информационные системы попадает любая система обработки информации. По области применения их можно разделить на:

1. системы используемые в производстве, образовании, здравоохранении, науки, военном деле, и др.

По целевой функции их разделяют на категории:

1. Управляющие

2. Информационно-справочные

3. Поддержка и принятие решений.

Банк данных — разновидность информационной системы, в которой организованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации, организованы в одну или несколько баз данных. Он состоит из:

• БД — представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти ВС и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Логическую структуры хранимых в базе данных называют моделью представления данных. К основным относятся следующие:

• иерархическая

• сетевая

• реляционная

• пост реляционная

• многомерная

• ОО

• СуБД — это комплекс языковых и программных средств, предназначеных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Как правило различают по используемой модели данных.

• Приложения — программа или комплекс программ обеспечивающих автоматизацию обработки информации для прикладной задачи. Могут быть сосдавать в среде или вне среды СуБД (приложение СуБД или Внешнее приложение).

• Словаря данных — представляет собой подсистему банка данных, предназначеного для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязи файлов баз данных друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, коды защиты и разграничения доступа и т.п.

• Администратора — лицо или группа лиц, отвечающих за выработку к требований к БД, её проектирования, создания, эффективное использование и сопровождение. В процессе эксплуатации следит за функционированием ИС, обеспечивает защиту от не санкционированного доступа, контролирует избыточность, не противоречивость, сохранность и достоверность хранимой информации.

• Вычислительной системы — совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих ВМ или процессоров и других устройств обеспечивающих автоматизацию процессоров приема, обработки и выдачи информации потребителю.

• Обслуживающего персонала — выполняет функции поддержания технических и программных средств в работоспособном состоянии. Он проводит профилактические, регламентные, восстановительные и другие работы по планам, а также пог ере неободимости.

Системы управления Базами Данных

Классификация:

1. Полнофункциональный СуБД — традиционных СуБД, применяемый для больших машин, а также персональных ЭВМ. Они являются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям.(MS ACCESS). Эти СуБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД:

• Создавать и модифицировать структуру таблиц

• Вводить данные

• формировать запросы

• разрабатывать отчеты

• выводить их на печать

Многие полнофункциональные СуБД включают средства программирования для разработчиков

2. Сервер БД — предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Реализуют функции управления БД запрашиваемые другими (клиентскими) программами. Как правило с помощью SQL.

3. Клиенты БД — в роли клуентских программ для сервера БД могут использоваться различные программы:

• Полнофункциональные СуБД

• Электронные таблицы

• Текстовые процессоры

• Программы эл. Почты

4. Средства разработки программ работы с БД — использыется для создание разновидностей следующих программ:

• Клиентских программ

• сервера БД и их отдельных компонентах

• Пользовательских приложений.

К средствам разработки Пользовательских приложений относятся:

1. Системы программирования

2. Разнообразные библиотеки программ для различных ЯП, а также пакеты автоматизации разработок. (Delphi, VB)

СУБД делятся на персональные и многопользовательские:

1. Персональные СУБД - …эти БД и приложения выступают в роли клиентской части многопользовательских СУБД

2. Многопользовательские СУБД – включают в себя сервер БД, клиентскую часть и как правило могут работать в неоднородной вычислительной среде (с разными типами систем и машин). Oracle SQL.

Классификация по используемой модели данных:

1. Иерархические СУБД

2. Сетевые

3. Реляционные

4. Пост реляционные

5. ОО

Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.

Функции СУБД:

1. Хранение

Для хранения информации, хранящейся в СУБД программам и пользователям предоставляются 2 типа языков

• Язык описания данных – высокоуровневый не процедурный язык, декларативного типа, предназначенный для описания логической структуры данных

• Язык манипулирования данных – совокупность конструкций, обеспечивающий выполнение основных операций по работе с данными:

  • Ввод

  • Модификация

  • Выборка данных по запросам

2. Изменение (пополнение, редактирование и удаление)

3. Обработка информации

4. Разработки и получения различных выходных элементов

Функции СУБД, в свою очередь используют функции более низкого уровня, называемые низкоуровневыми:

1. Управление данными во внешней памяти

Реализация функций в различных системах может различаться, на уровне управления ресурсами и по логике алгоритмов управления данными. Методы и алгоритмы управления данными является «Внутренним» делом СУБД и прямого отношения к пользователю не имеют.

2. Управление буферами оперативной памяти

Необходимость буферизации данных, и как следствие реализации функции управления буферами оперативной памяти обусловлено тем, что объем ОП меньше объема внешней памяти. Буферы представляют собой области ОП, предназначенные для ускорения обмена между ВП и ОП. В буферах временно хранятся фрагменты БД, данные из который предполагается использовать при обращении к СУБД или планируются записать в БД после обработки

3. Управление транзакциями

Транзакция используется в СУБД для сохранения целостности данных в базе.

Транзакцией называется – некоторая неделимая последовательность операций над данными, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения. Если по каким то причинам, транзакция остается не завершенной, то она отменяется. Транзакции присущи 3 основных свойства:

• Атомарность – (неделимость) выполняются все операции или ни одна

• Серализуемость – отсутствие взаимного валяния выполняемых в одно и то же время транзакций

• Долговечность

4. Ведение журнала изменений в БД

Обеспечивает надежность хранения данный в базе, при наличии аппаратных сбоев и отказов, а так же ошибок программного обеспечения. Журнал СУБД – особая БД, или часть основой. Непосредственно не доступные пользователю, и используемые для записи информации для всех изменений БД. Зачастую в системе хранят несколько копий журнала.

5. Обеспечение целостности и безопасности БД

Целостность – это свойство БД, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация. Обеспечение безопасности достигается путем шифрования прикладных программ, данных защиты паролем, поддержкой уровней доступа к БД.